SANAYİDE ENERJİNİN VERİMLİ KULLANILMASI Abdulkadir ÖZDABAK kadir.ozdabak@evd.com.tr -1-
EVD ENERJİ YÖNETİMİ VE DANIŞMANLIK HİZMETLERİ SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ Adres: Göksu Evleri Şakayık Sok. B71-B Kavacık / İstanbul Tel: +90 216 668 07 07 Fax: +90 216 465 06 91 Web: e-mail: evd@evd.com.tr -2-
DÜNYADA ENERJİ DURUMU Uluslararası Enerji Ajansı tarafından yapılan çalışmalar; küresel enerji talebinin 2030 yılına kadar yıllık 1.7 artışla yaklaşık %60 oranında artacağını, fosil yakıt rezervlerinin bu süre içinde talebe yanıt verebilecek durumda olduğunu ortaya koymaktadır. Fosil kaynaklar bugün olduğu gibi gelecekte de dünya enerji talebinde önemini sürdürmeye devam edecektir. Bu dönem içinde petrol en fazla tüketilen enerji kaynağı olma özelliğini koruyacaktır. Yapılan tahminlere göre küresel olarak % 60 oranında artarak 2030 yılında üretim günde 120 milyon varile ulaşacaktır. Fosil kaynaklar içersinde en büyük talep artışının ise doğal gaz kullanımında olması beklenmektedir. 2000 yılında 2080 Mtep olan üretim miktarının özellikle Batı Avrupa nın yüksek talebinin karşılanması amacı ile 2030 yılında ikiye katlanacağı hesaplanmaktadır. Dünya doğal gaz ile yeni bir bağımlılık dönemine girmiştir. 1 trilyon ton tahmin edilen büyük bir küresel rezerve sahip olan, Kömürün, yılda ortalama % 1,4 artış hızıyla, üretiminin 2030 yılında 3600 Mtep değere ulaşacağı tahmin edilmektedir. -3-
DÜNYADA ENERJİ DURUMU 2030 yılında dünya birincil enerji arzının 16.500 milyar TEP e ulaşacağı bu arz içinde petrolün %35, doğal gazın %25, kömürün %21.8, yenilenebilir enerji kaynaklarının %11.3, nükleerin %4.5 hidrolik kaynakların ise % 2.2 oranında pay alacağı tahmin edilmektedir. Fosil yakıt rezervlerinin bölgesel dağılımını gösteren tabloya bakıldığında petrolde Orta Doğu nun doğal gazda ise Orta Doğu ve Orta Asya ülkelerinin en büyük rezerve sahip olduğu görülmektedir. Kömür ve taşkömürü kaynakları ise dünyaya daha dengeli şekilde dağılmıştır. -4-
Dünya Fosil Yakıt Rezervleri Bölge Petrol Doğal Gaz Kömür (Milyar Ton) (Milyar Ton) (Trilyon m 3 ) Taşkömürü Linyit Kuzey Amerika 8,3 7,6 120,2 137,6 Orta ve Güney Amerika 13,7 7,2 7,8 14 Avrupa 2,6 4,9 47,5 77,9 Eski SSCB Ülkeleri 9,1 56,1 97,4 132.6 Ortadoğu 93,3 56,9 1,7 Afrika 10 11,2 55,2 0,2 Asya ve Okyanusya 5,9 12,3 189,3 103,1 Toplam Dünya 142,9 155,1 519,1 465,4-5-
Dünya Fosil Yakıt Rezervlerinin Kullanılabilme Süreleri (Yıl) Bölge Petrol Doğal Gaz Kömür Kuzey Amerika 12 10 231 Orta ve Güney Amerika 41 52 269 Avrupa ve Avrasya 22 60 241 Ortadoğu 81 100 399 Afrika 32 88 270 Asya ve Okyanusya 14 41 92 Toplam Dünya 41 65 155-6-
DÜNYADA Kanıtlanmış Petrol Rezervlerinin Bölgesel Dağılımı AVRUPA 2% BDT 6% K.AMERİKA 7% ASYA VE OKYANUSYA 4% AFRİKA 7% ORTA VE GÜNEY AMERİKA 9% ORTA DOĞU 65% -7-
1997 BİRİNCİL TİCARİ ENERJİ TÜKETİM PAYLARI 40% 35% 30% 25% 20% PETROL; 38% DOĞAL GAZ; 23% KÖMÜR; 27% 15% 10% 5% HİDROLİK; 3% NÜKLEER; 7% YENİLENEBİLİR; 2% 0% PETROL DOĞAL GAZ KÖMÜR HİDROLİK NÜKLEER YENİLENEBİLİR -8-
NÜKLEER ENERJİ DÜNYADA NÜKLEER SANTRALLARIN KURULU GÜÇ KAPASİTESİ UAE VERİLERİNE GÖRE 433 REAKTÖR VE 351.795 MW DIR. İNŞAATI DEVAM EDEN 35 ÜNİTENİN KURULU GÜÇÜ İSE 25.878 MW DIR. -9-
SEÇİLMİŞ BAZI ÜLKELERDE KİŞİ BAŞI ENERJİ TÜKETİMLERİ(Toplam Birincil Enerji Tüketimi-2005) 8 7,89 7 6 5 4 4,74 4,42 4,4 3,18 3,88 4,8 4,15 3 2 1,78 2,7 2,38 2,59 1,77 1,18 1,32 1 0 Dünya OECD Danimarka Fransa İtalya Yunanistan İran Bulgaristan Romanya TÜRKİYE İngiltere Amerika Çin H.Cum. Almanya Japonya -10-
ÜLKEMİZİN BİRİNCİL ENERJİ KAYNAKLARI ÜRETİMİ Birincil enerji üretimimiz 2006 yılında 26.8 MTEP olarak gerçekleşmiştir. -11-
BİRİNCİL ENERJİ ÜRETİMİNİN KAYNAKLARA GÖRE DAĞILIMI Petrol %9 Hidrolik %14 Taşkömürü Diğer %5 Doğal Gaz %3 %7 Linyit %43 Odun, Bitki ve Hayvan Artıkları %19-12-
ÜLKEMİZİN BİRİNCİL ENERJİ KAYNAKLARI TÜKETİMİ 2006 yılında birincil enerji tüketimimiz 99.8 MTEP olmuştur Kişi başına enerji tüketimi 1368 Kep olarak gerçekleşmiştir. -13-
TÜKETİMİNİN KAYNAKLARA GÖRE DAĞILIMI -14-
1995-2006 yılları arası birincil enerjinin değişimi Talep (milyon TEP) Üretim (milyon TEP) % İthal (milyon TEP) % 1995 63,1 26,3 42 38,6 58 2000 81,2 27,6 34 53,6 66 2001 75,8 26,2 34 49,7 66 2002 78,3 24,6 31 53.7 69 2006 99.8 26.8 27 73 73 2020 yılı projeksiyonunda ithalatın payının % 80 ulaşacağı tahmin ediliyor -15-
İTHAL ENERJİNİN KAYNAKLARA GÖRE DAĞILIMI-2006-16-
ELEKTRİK 2006 yılı itibariyle Türkiye'nin toplam kurulu gücü 40.565 MW seviyesine ulaşmıştır. Ülkemizin 2006 yılı elektrik enerjisi üretim kompozisyonu -17-
NİHAİ ENERJİ TÜKETİMİNİN SEKTÖREL DAĞILIMI (2006) SANAYİ; 40% 40% 35% KONUT VE HİZMETLER; 31% 30% 25% ULAŞTIRMA; 19% % 20% 15% 10% 5% ENERJİ DIŞI; 5% TARIM; 5% 0% ENERJİ DIŞI KONUT VE HİZMETLER SANAYİ TARIM ULAŞTIRMA ENERJİ ÇEŞİTLERİ -18-
Sanayi Alt Sektöründe Enerjinin Dağılımı -19-
Sanayide Enerji Tüketiminin Enerji Kaynaklarına göre Dağılımı-2006 25 20 21 19 % 15 11 10 5 7 5 4 8 5 0 Doğal Gaz Elektrik Jeotermal ve Diğer Isı 0 Güneş Enerji Dışı Linyit Asfalt İkincil Kömür 0 P.Kok Petrol -20-
SANAYİDE ENERJİ TASARRUFU POTANSİYELİ Türkiye de tüm sanayi tüketiminin yaklaşık %65 ni teşkil eden metal ana sanayi ve toprak sanayinde enerjinin toplam maliyetler içindeki payı %20-%60 arasında değişmektedir. Bu nedenle Türk sanayi enerji yoğun sanayi olarak adlandırılabilir. EİE nin yaptığı çalışmalar sonucunda sanayi sektörümüzde yıllık yaklaşık toplam 1 milyar dolar tutarında %20 oranında enerji tasarrufu potansiyeli belirlenmiştir. -21-
Sanayi Tesislerinde Uygulamalı Enerji Tasarrufuna Örnek Çalışma; Ergitme prosesinde çeşitli ocaklar veya fırınlar kullanılır.bunları verimlilik sırasına göre sıralayacak olursak; Farklı Fırın Yapılarında Verimlilik ve Metal Kayıpları Ergitme Fırını Tipi Termal Verimliliği (%) Pota Fırını(Gaz yakıtlı) 7-19 Kupol 40-50 Ark Fırını 35-45 İndiksiyon 50-76 Reverberatory Elektrik Gaz 59-76 30-45 Rotary 35 Baca Tipi Fırın 40-45 -22-
Sanayi Tesislerinde Uygulamalı Enerji Tasarrufuna Örnek Çalışma; Yeni Ergitme Teknolojilerinde Tahmini Enerji Tasarruf Değerleri Ergitme Teknolojisi Tahmini Enerji tasarrufu (%) Şarjın Önısıtılması 5-10 Soğutma 5-10 Hava ön ısıtma 10-20 Ergimiş Metalin Karıştırılması 5-30 İşletmenin İyileştirilmesi 0-30 Oksijen Zenginleştirme Teknolojisi 0-40 -23-
Sanayi Tesislerinde Uygulamalı Enerji Tasarrufuna Örnek Çalışma; Ergitme Sürecinde Enerji Verimliliği; Ergitme sürecinde enerji verimliliği teorik olarak enerji miktarına,ergitme sıcaklığına,metalin saflığına,alaşımlandırılmasına,yükleme ve taşınmasına bağlıdır.genel olarak aşağıdaki formül kullanılır. Enerji Verimliliği=(Teorik Olarak Enerji İhtiyacı/ Kullanılan Gerçek Enerji) x100 Enerji Tüketimi=Tüketilen Toplam Enerji/Üretim Miktarı Enerji Verimliliğine Etki Eden Bazı Faktörler; Baca Kayıpları Metal Kaybı Radyasyon Yoluyla Oluşan Kayıp Isı İletimi ve Isı Yayımı ile Oluşan Kayıp Curuf/Posa Geri Kazanımı -24-
Sanayi Tesislerinde Uygulamalı Enerji Tasarrufuna Örnek Çalışma; Kullanılan enerjilerden kaybolan ısının çeşitleri; Kaybolan Enerji Demir elementinin ergimesi % Demir dışı elementlerin ergimesi % Baca kaybı (baca gazı) 0 dan 50 kadar 35 den 50 kadar Curuf 0 dan 10 kadar 10 dan 20 kadar Radyasyon/Isı İletimi/Isı Yayımı 10 dan 50 kadar 0 dan 10 kadar Ergimiş Metal 40 dan 80 kadar 10 dan 40 kadar -25-
ÇEVRESEL DEĞERLENDİRME Kullanılan yakıt nedeniyle çevreye iki tane zararlı klora flora gaz çıkmaktadır.bunlar karbondioksit(co 2 ) ve kükürtdioksittir(so 2 ).Yanma sonucunda oluşan bu gazların kütlesel miktarına bakacak olursak; Kullanılan fuel-oil in içeriğinde %82,50 karbon mevcuttur. Fuel-Oilin bir yıl boyunca 908.812 kg tüketildiği söz konusu olursa; 2.753.703 Kg/yıl Karbondioksit, 54.529 Kg/yıl Kükürt dioksit atmosfere atılmaktadır. Ergitme Prosesinde Emisyon Seviyeleri Ergitme süreci sırasında iki safhada meydana gelir. Enerji beslemeye bağlı emisyonlar, Malzemenin ısıl işlemi,saflaştırması ve hazırlamasına bağlı olarak oluşan emisyonlardır. Ergitme işlemi sırasında fosil yakıtların yanmasıyla oluşan emisyonlardır. Ancak elektrik enerjisi kullanan endüstride ise elektrik üretimine bağlı olarak oluşan emisyonlarda gözönüne alınmalıdır. -26-
Fosil Yakıtlardaki Emisyon Seviyeleri Emisyonlar Doğal Gaz Fuel-Oil Kömür (Pounds/Milyar Btu ) Karbondioksit 117.000 164.000 208.000 Karbonmonoksit 40 33 208 Azotoksit 92 448 457 Kükürtdioksit 1 1.122 2.591 Partiküller 7 94 2.744 Civa 0 0,007 0,016-27-
ENERJİ TASARRUFU YÖNÜNDEN UYGULAMA 5 adet ergitme ocağında fuel-oil yakılmaktadır.tüm dünya verilerine göre verim %20 civarında olup,%80 enerji havaya atılmaktadır.buda sürdürülebilir kalkınma prensiplerine ters düşen bir prosestir.bu nedenle, hem çevre hem de enerji tasarrufu ve üretim artışı açısından mevcut ocakların yerine elektrik enerjisi ile çalışan,çevreye herhangi bir emisyon çıkışı yapmayan ve verimliliği %50 civarında olan ocaklarla değiştirmektir. Enerji Tüketimlerine Bakacak Olursak; Kullanılan enerji miktarı; 908.812x9.200(Kcal/Kg)=8.361.070.400 Kcal. (9.200 Kcal/kg 1 kg fuel-oil in kalori değeridir.) Yanma Verimi; 8.361.070.400x0.20=1.672.214.080 Kcal ergitmede kullanılmaktadır. (Yanma verimi %20)Buda; 1.672.214.080/9.200=181.762 Kg fuel-oil eder. 908812-181762=727050 Kg fuel-oil atmosfere ısı olarak gidiyor. 1 ton metali ergitmek için; 719 kwh elektrik enerjisi tüketirken, 252 kg fuel-oil tüketilmektedir.(yanma verimi hesaba katılmıyor,sayaç tüketim değerleri alınıyor.) 252x9.200=2.318.400 Kcal 719x860=618.340 Kcal -28-
ENERJİ TASARRUFU YÖNÜNDEN UYGULAMA Fuel-Oil ve elektrik enerjisi harcanmaktadır.harcanan elektrik enerjisini fuel-oil e dönüştürdüğümüzde; 618.340/9.200=67 Kg Eşdeğer fuel-oil enerjisi tüketilmektedir. Yapılan tasarruf ise; 252-67=185 Kg fuel-oil yapmaktadır. Bunun yıllık değeri; 67x7x5x28x12=787.920 Kg fuel-oil tasarruf ediliyor. -29-
SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER Enerji yoğun bir sektör olan endüstride yapılacak çok küçük bir enerji tasarrufu büyük kazançlar sağlamaktadır.bu nedenle tesis kurulurken veya işletme sırasında enerjinin verimli kullanılmasına yönelik yatırımlar yapmak çok önemlidir.hem üretim artışı hemde rekabet edebilirlik için maliyetlerin en düşük seviyede olması şarttır.üretim yapan tesislerde yapılacak etüt çalışmaları ile hem tesisin enerji yapısı hemde yapılabilecek projeler için çok önemlidir.artan enerji fiyatları karşısında yapılacak en önemli adım enerjinin verimli kullanılmasıdır. Enerjinin verimli kullanılması aynı zamanda emisyon miktarının azaltılmasıdır. Türkiye nin Kyoto Protokoluna taraf olması halinde bazı yaptırımlar uygulanacaktır.bunların başında emisyon sınırlamaları getirilecektir.sınırları aşan şirketlere fazla emisyon başına ceza uygulaması getirilecektir. -30-
SONUÇ TEŞEKKÜRLER -31-